不銹鋼是一種碳含量較低（碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般不超過0.4%）及含有多種合金元素（合金元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于13%)的高合金鋼。不銹鋼按基體組織分為：鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼等。不銹鋼變形抗力大，導(dǎo)熱性低，過熱敏感性強(qiáng)，可鍛性差。

1.鐵素體不銹鋼的鍛造

鐵素體不銹鋼鍛件含有少量碳，鉻的質(zhì)童分?jǐn)?shù)為16%?30% (如20Crl3、10Crl7等這類鋼加熱和冷卻時(shí)不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，不能用熱處理方法提高強(qiáng)度及細(xì)化晶粒，只能用鍛造方法細(xì)化晶粒。它的再結(jié)晶溫度低，再結(jié)晶速度快，加熱時(shí)晶粒易于長大，可鍛性差。鐵素體不銹鋼鍛件鍛造工藝要點(diǎn)如下：

1）鐵素體不銹鋼在600℃時(shí)晶粒開始長大，為避免加熱過程中晶粒粗化，加熱溫度不能太高，保溫時(shí)間不宜太長。常采用的始鍛溫度為1100-~1150℃，最后一火的加熱溫度不要超過1OOO℃。為減少坯料在高溫下的停留時(shí)間，在緩慢加熱至760℃后，應(yīng)快速加熱到始鍛溫度。

2）由于鐵素體不銹鋼不能用熱處理方法細(xì)化晶粒，所以在鍛造時(shí)必須充分鍛打，使晶粒細(xì)化并保證有足夠的變形量和變形均勻。最后一火的變形量應(yīng)大于12%-20%。終鍛溫度應(yīng)低于800℃以防止細(xì)化的晶粒重新聚集粗大。但為了避免終鍛溫度過低所造成的加工硬化，終鍛溫度不得低于750℃。

3）鍛后應(yīng)分散空冷，快速通過475℃脆化區(qū)。經(jīng)過550℃以上短時(shí)間退火（一般為700-800℃),可使已經(jīng)脆化的不銹鋼恢復(fù)到原來的不脆狀態(tài)。

2.奧氏體不銹鋼的鍛造

奧氏體不銹鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.25%，鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為17%-19% ,鎳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%-18% ,如 12Crl8Ni9、17Crl8Ni9等。奧氏體冷卻時(shí)不發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，也不能用熱處理方法提高強(qiáng)度和細(xì)化晶粒，只能進(jìn)行熱鍛變形和再結(jié)晶。奧氏體不銹鋼在髙溫下晶粒易長大，但長大傾向沒有鐵素體不銹鋼那樣強(qiáng)烈。

奧氏體不銹鋼的加熱規(guī)范與鐵素體鋼相似，始鍛溫度一般為1150-1180℃,終鍛溫度不應(yīng)低于850℃否則，組織中因析出碳化物使變形抗力增加，鍛造時(shí)容易產(chǎn)生裂紋。

奧氏體不銹鋼鍛造工藝要點(diǎn)如下：

1）加熱時(shí)嚴(yán)格避免滲碳。碳與鉻易在晶界上形成碳化鉻化合物，從而使晶界附近基體中的鉻含量貧化，提髙鋼的晶間腐蝕敏感性。加熱應(yīng)采用弱氧化性氣氛。

2）鋼錠鍛造時(shí)，開始輕壓。當(dāng)鋼錠變形量達(dá)30%后，才能重壓。鍛造時(shí)，應(yīng)單向送進(jìn)，避免在一處重復(fù)錘擊，以防止出現(xiàn)中心十字裂紋。

3）鋼錠鍛造比采用4-6,鋼坯取2-4，視原材料的晶粒度而定。奧氏體不銹鋼晶粒度大小對鋼的耐蝕性有很大影響。為了獲得細(xì)晶粒組織，應(yīng)保證最后一火有足夠大的鍛造比，其變形量要大于再結(jié)晶臨界變形程度。

4）變形過程中要求變形均勻，以得到較均勻的晶粒組織。圓餅鍛件可考慮下列措施：①采用光滑的平臺(tái)和砧面，必要時(shí)潤滑；②平臺(tái)和砧面預(yù)熱到150-450℃；③餅坯兩端加低碳鋼墊板；④采用疊鍛；⑤變形時(shí)采用間歇壓縮；⑥包套鐓粗。

5）奧氏體不銹鋼冷縮率特別大。鍛件在最終成形時(shí)，應(yīng)考慮較大的收縮率（1.5% -1.7%),避免鍛件在冷卻后因尺寸不足造成廢品。

6）鍛后空冷。奧氏體不鎊鋼鍛后空冷、坑冷或砂冷均可。

7）為了使鍛造和空冷過程中析出的碳化物重新溶人奧氏體，得到均勻單一的常溫奧氏體組織，不銹鋼應(yīng)進(jìn)行固溶處理，即1020-1050℃加熱保溫，然后水冷。溫度不宜過高，保溫時(shí)間不宜過長，以防晶粒長大。
 

3.馬氏體不銹鋼的鍛造

馬氏體不銹鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%-4%,鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為12%-14% ,如20Crl3、30Crl3、40Crl3等。這類鋼高溫時(shí)是奧氏體組織，冷卻到室溫就轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織，它比鐵素體和奧氏體不銹鋼硬度高，能用熱處理方法細(xì)化晶粒，提高力學(xué)性能。

馬氏體不銹鋼加熱溫度不宜太高，過高組織會(huì)出現(xiàn)S鐵素體，使鋼的塑性下降，鍛造時(shí)始鍛溫度一般為1100-1150℃。這類鋼導(dǎo)熱性差，快速加熱易產(chǎn)生裂紋。因此，850℃前必須緩慢加熱，待塑性提高以后才能快速加熱到始鍛溫度。

這類鋼高溫時(shí)是單相奧氏體組織，鍛造時(shí)沒有特殊困難，但在 900-950℃范圍要避免重?fù)簦苑浪榱?。最后一火的變形量也沒有特殊要求，終鍛溫度一般在900℃左右。這類鋼鍛后若在空氣中冷卻，會(huì)立即轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體組織，鍛件內(nèi)存在很大的熱應(yīng)力、鍛造殘余應(yīng)力和組織應(yīng)力，容易導(dǎo)致表面裂紋。因此，鍛后需在熱砂中或爐中緩慢冷卻，并及時(shí)退火消除內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，以便于機(jī)械加工。